(57)【要約】【課題】    経年劣化性の少ないダストシールをそなえた建設機械の旋回ベアリング機構、および、この旋回ベアリング機構に用いられるダストシールを提供する。【解決手段】  下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか一方に取り付けられる第１リング状部材と、第１リング状部材に対して内嵌めされた第２リング状部材と、第１リング状部材と第２リング状部材との間に形成された空間内に介装されるベアリング部材と、空間に連通するリング状の隙間を密封し防塵を図るリング状のダストシール２２とをそなえ、リング状のダストシール２２を、ゴム製で棒状の本体部２２Ａと、本体部２２Ａと同質のゴムを加硫することにより、本体部２２Ａの両端を接続して、ダストシール２２をリング状に形成する加硫接続部２２Ｂとによって構成する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部構造体と、該下部構造体上に旋回可能に配設された上部旋回体とを有する建設機械における、上記の下部構造体と上部旋回体との間に介装される旋回ベアリング機構であって、
上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか一方に取り付けられる第１リング状部材と、
上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか他方に取り付けられ、該第１リング状部材に対して内嵌めされた第２リング状部材と、
上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間に形成された空間内に介装されるベアリング部材と、
該空間に連通する上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間のリング状の隙間を密封し、該リング状の隙間に対して防塵を図るリング状のダストシールとをそなえ、
該リング状のダストシールが、
ゴム製で棒状の本体部と、
該本体部と同質のゴムを加硫することにより、該本体部の両端を接続して、該ダストシールをリング状に形成する加硫接続部とで構成されている
ことを特徴とする、建設機械の旋回ベアリング機構。
【請求項２】
該本体部が、押し出し成形によって形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の建設機械の旋回ベアリング機構。
【請求項３】
該リング状のダストシールを一対そなえるとともに、該隙間を一対そなえ、
該一対のダストシールの一方が該隙間の一方を密封する第１ダストシールとして構成されるとともに、該一対のダストシールの他方が該隙間のうち他方を密封する第２ダストシールとして構成されている
ことを特徴とする、請求項１または２記載の建設機械の旋回ベアリング機構。
【請求項４】
下部構造体と、該下部構造体上に旋回可能に配設された上部旋回体とを有する建設機械における、上記の下部構造体と上部旋回体との間に介装され、上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか一方に取り付けられる第１リング状部材と、上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか他方に取り付けられ該第１リング状部材に対して内嵌めされた第２リング状部材と、上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間に形成された空間内に介装されるベアリング部材と、該空間に連通する上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間のリング状の隙間を密封し該隙間に対して防塵を図るリング状のダストシールとをそなえて成る旋回ベアリング機構に使用される該ダストシールであって、
該リング状のダストシールが、
ゴム製で棒状の本体部と、
該本体部と同質のゴムを加硫することにより、該本体部の両端を接続して、該ダストシールをリング状に形成する加硫接続部とで構成されている
ことを特徴とする、建設機械の旋回ベアリング機構用ダストシール。
【請求項５】
該本体部が、押し出し成形によって形成されている
ことを特徴とする、請求項４記載の建設機械の旋回ベアリング機構用ダストシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の旋回ベアリング機構およびこの旋回ベアリング機構に用いられるダストシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、パワーショベルなどに代表される建設機械は、主に、下部走行体と、この下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体とをそなえて構成されている。このような油圧ショベルにおいては、下部走行体に設けられた旋回輪（内輪）と上部旋回体に設けられた旋回輪（外輪）との間に転動体が介装されることによって、上部旋回体が下部走行体に対して水平に旋回できるようになっている。
【０００３】
また、このような転動体が収容される空間にはグリースが充填され、上記の転動体が滑らかに回転できるようになっているが、このグリースが上記の空間から外部へ漏出しないようにするため、また、この空間へ埃などが侵入しないようにするため、ゴム製でリング状のダストシールが、上記の２つの旋回輪間のリング状の隙間を密封するように配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このダストシールは、従来、ゴムを押し出し成形によって棒状のダストシールを形成し、その後、このようにして形成されたダストシールの両端を接着剤で結合させることにより、上記の旋回輪の径に応じたリング状に加工している。
【特許文献１】特開２００３−２０６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなダストシールの接着に使用する接着剤はその経年劣化により、時間の経過とともにリング状ダストシールの接着箇所が剥離し、この剥離箇所から上記のベアリングを保護しているグリースが漏出したり、ベアリング収容空間へ埃などが侵入したりするおそれがある。
このような場合、新品のダストシールと交換することが必要となるが、ダストシールの交換にはパワーショベルの上部旋回体と下部走行体とを分離しなければならず、多大な労力とコストとが必要になってしまう。
【０００６】
一方、このようなダストシールを、押し出し成形で形成するのではなく、所望のリング状の型に生ゴムを注入し加硫する、いわゆる、プレス成形法によって形成する手法も考えられる。
しかしながら、パワーショベルの旋回輪の径は小さなものから大きなものまで様々なサイズのものが存在するため、このような様々なサイズの径の旋回輪に用いられるダストシールも、当然に旋回輪の大きさに応じた様々な径のものを用意する必要があるが、仮に、プレス成形法によってダストシールを形成する場合には、旋回輪の大きさに応じた数の型を用意することが必要となる。これにより、様々な型を用意するための作業労力や、コスト増大を避けることはできず、実用化が難しいという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、耐経年劣化性に優れたダストシールをそなえた建設機械の旋回ベアリング機構、および、この旋回ベアリング機構に用いられるダストシールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の本発明の建設機械の旋回ベアリング機構は、下部構造体と、該下部構造体上に旋回可能に配設された上部旋回体とを有する建設機械における、上記の下部構造体と上部旋回体との間に介装される旋回ベアリング機構であって、上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか一方に取り付けられる第１リング状部材と、上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか他方に取り付けられ、該第１リング状部材に対して内嵌めされた第２リング状部材と、上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間に形成された空間内に介装されるベアリング部材と、該空間に連通する上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間のリング状の隙間を密封し、該リング状の隙間に対して防塵を図るリング状のダストシールとをそなえ、該リング状のダストシールが、ゴム製で棒状の本体部と、該本体部と同質のゴムを加硫することにより、該本体部の両端を接続して、該ダストシールをリング状に形成する加硫接続部とで構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の建設機械の旋回ベアリング機構は、上記請求項１記載の構成において、該本体部が、押し出し成形によって形成されていることを特徴としている。
また、請求項３記載の建設機械の旋回ベアリング機構は、上記請求項１または２記載の構成において、該リング状のダストシールを一対そなえるとともに、該隙間を一対そなえ、該一対のダストシールの一方が該隙間の一方を密封する第１ダストシールとして構成されるとともに、該一対のダストシールの他方が該隙間のうち他方を密封する第２ダストシールとして構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４記載の旋回ベアリング機構用ダストシールは、下部構造体と、該下部構造体上に旋回可能に配設された上部旋回体とを有する建設機械における、上記の下部構造体と上部旋回体との間に介装され、上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか一方に取り付けられる第１リング状部材と、上記の下部構造体および上部旋回体のうちのいずれか他方に取り付けられ該第１リング状部材に対して内嵌めされた第２リング状部材と、上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間に形成された空間内に介装されるベアリング部材と、該空間に連通する上記の第１リング状部材と第２リング状部材との間のリング状の隙間を密封し該隙間に対して防塵を図るリング状のダストシールとをそなえて成る旋回ベアリング機構に使用される該ダストシールであって、該リング状のダストシールが、ゴム製で棒状の本体部と、該本体部と同質のゴムを加硫することにより、該本体部の両端を接続して、該ダストシールをリング状に形成する加硫接続部とで構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５記載の建設機械の旋回ベアリング機構用ダストシールは、請求項４記載の構成において、該本体部が、押し出し成形によって形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リング状のダストシールが、ゴム製で棒状の本体部と、上記の本体部と同質のゴムを加硫することにより、上記の本体部の両端を接続して上記のダストシールをリング状に形成する加硫接続部とで構成されているので、経年劣化性を大幅に抑制することができる。
つまり、耐熱性、耐湿性、耐油性にも優れ、且つ、経年劣化を確実に抑制することができるダストシールをそなえた旋回ベアリング機構を提供することが可能となる。
【００１３】
また、一対の隙間のうち一方を密封する第１ダストシールと、一対の隙間のうち他方を密封する第２ダストシールとによって、確実に第１リング状部材と第２リング状部材との間に形成された空間内に侵入する埃を排除することができるとともに、この空間内に充填されたグリースが外部へ漏出することを確実に防ぐことができる。
また、ダストシールの本体部を押し出し成形によって形成することによって、様々な径サイズの旋回ベアリング機構に適用可能なリング状のダストシールを、効率よく且つ安価に作ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構およびこの旋回ベアリング機構に用いられるダストシールについて、図１〜図９を用いて説明する。図１は本発明が適用される油圧ショベル全体を模式的に示す斜視図、図２は旋回ベアリング機構の内輪と外輪とを模式的に示す斜視図、図３は旋回ベアリング機構の要部構造を示す模式的な断面図、図４および図５はそれぞれ旋回ベアリング機構用ダストシールの配設状態を模式的に示す拡大断面図、図６は旋回ベアリング機構用ダストシール全体を示す模式図、図７は耐熱・経時劣化試験の結果を示すグラフ、図８は耐湿・経時劣化試験の結果を示すグラフ、図９は耐油・経時劣化試験の結果を示すグラフである。なお、本実施形態においては、建設機械として、油圧ショベルを例にとって説明する。
【００１５】
まず、図１に示すように、油圧ショベル（建設機械）１は、主に、下部走行体（下部構造体）２と上部旋回体３と作業装置４とから構成され、このうち、下部走行体２は互いに独立して作動できる無限軌道式の左右トラック５Ｒ，５Ｌをそなえている。
また、上部旋回体３に対して回動可能に枢着された作業装置４は、ブーム６，スティック７，バケット８などをそなえ、さらに、ブーム６を駆動するための油圧シリンダ９と、スティックを駆動するための油圧シリンダ１０と、バケットを駆動するための油圧シリンダ１１とをそなえている。これにより、ブーム６、スティック７、バケット８はそれぞれ独立して作動できるようになっている。
【００１６】
そして、上部旋回体３は、この上部旋回体３の内部に設けられた旋回モータ（油圧モータ）１２の駆動により下部走行体２に対して水平に旋回できるようになっている。より具体的には、金属製のリング状の部材である外輪（第１リング状部材）１３が上部旋回体３の下面に固定され、また、内周面に歯車が形成された金属製のリング状の部材である内輪（第２リング状部材）１４が外輪１３に対して内嵌めされるとともに下部走行体２の上面に固定され、さらに、これらの外輪１３と内輪１４との間には複数の転動体（ベアリング部材もしくはコロ部材；図１では図示略）が連なって介装されている。これにより、図２中矢印ＡおよびＢで示すように、外輪１３と内輪１４とが互いに回転できるようになっている。なお、外輪１３と内輪１４と転動体と後述するダストシールとによって構成される機構を旋回ベアリング機構１５という。
【００１７】
この旋回ベアリング機構１５の構造について、図３を用いて詳しく説明すると、外輪１３は上部旋回体３の下面にボルト１６によって固定され、また、内輪１４は下部走行体２の上面にボルト１７によって固定されている。
また、上部旋回体３には、旋回モータ１２が設けられており、この旋回モータ１２の駆動軸の先端には内輪１４の内周面に形成された内歯歯車１４ａと噛合するピニオン２３が装着されている。そして、この旋回モータ１２が駆動することによってピニオン２３が回転し、下部走行体２に固定された内輪１４に対してピニオン２３が転動し、これに伴って、上部旋回体３は下部走行体２に対して水平に旋回できるようになっている。
【００１８】
また、外輪１３の内輪側の周面には切り欠き溝１８が形成され、同様に、内輪１４の外輪側の周面にも外輪１３と内輪１４とが嵌合した状態で切り欠き溝１８と対向する切り欠き溝１９が形成され、これら双方の切り欠き溝１８，１９が対向することによって転動体２０が収容されるベアリング収容空間（空間）２１が形成されるようになっている。そして、このベアリング収容空間内２１には複数の転動体２０が列設収容されるとともにグリース（図示略）が充填され、これらの転動体２０が滑らかに回転することで、内輪１４に対し外輪１３が円滑に回転できるようになっている。
【００１９】
しかしながら、これらの内輪１４と外輪１３との間には、微細ではあるが、その構造上、上記のベアリング収容空間２１と連通したリング状の隙間が、図中符号Ｇ１，Ｇ２で示すように、上下に生じる。このため、上記のベアリング収容空間２１内に充填されたグリースがこれらの隙間Ｇ１，Ｇ２を通じて外部へ漏出するのを防いだり、これらの隙間Ｇ１，Ｇ２を通じてベアリング収容空間２１へ埃が侵入することを防いだりするため、上記隙間Ｇ１，Ｇ２を封鎖しベアリング収容空間２１を密封する一対のダストシール２２が、各隙間Ｇ１，Ｇ２を覆うように外輪１３もしくは内輪１４に装着されている。
【００２０】
このダストシール２２の一方（第１ダストシール）は、図４に示すように、一方の隙間（上部隙間）Ｇ１の上端を密封するものであって、外輪１３の内周面に全周に亘って装着され、主に基部２２ａとリップ部２２ｂとから構成されている。このうち、基部２２ａの中心近傍には中空部分２２ｃが形成され、この中空部分２２ｃの上方の上面２２ｅは、なだらかにダストシール２２の挿入方向（図中矢印Ｃ方向）に向かって基部２２ａが先細りになるように傾斜して形成されている。
【００２１】
また、ダストシール２２の上面には凹部２２ｄが形成され、この凹部２２ｄに対して外輪１３の凸部１３ａが嵌合するようになっている。これにより、ダストシール２２を外輪１３に対して装着し易くする一方で、一旦装着した後はこのダストシール２２が外輪１３から容易には抜け出さないようになっている。
そして、基部２２ａと連続して形成されたリップ部材２２ｂは、外輪１３と内輪１４との隙間Ｇ１を覆いながら、内輪１４の上面に対して下方に向けて付勢することによって上記の隙間Ｇ１を密封することができるようになっている。これにより、この隙間Ｇ１と連通した上記のベアリング収容空間２１内に充填されたグリースが、この隙間Ｇ１を通じて外部へ漏出するのを防いだり、この隙間Ｇ１を通じてベアリング収容空間２１へ埃が侵入することを防いだりすることができるようになっている。
【００２２】
一方、このダストシール２２の他方（第２ダストシール）は、図５に示すように、他方の隙間（下部隙間）Ｇ２の下端を密封するものであって、内輪１４の外周面の全周に亘って装着されている。なお、この第２ダストシール２２は上述した第１ダストシール２２と同様の形状・材質であるので、その形状等についての詳しい説明は省略するが、第１ダストシール２２と同様に、主に基部２２ａとリップ部２２ｂとから構成されて、このリップ部材２２ｂは、外輪１３と内輪１４との隙間Ｇ２を覆いながら、外輪１３の下面に対して上方に向けて付勢することによって隙間Ｇ２を密封することができるようになっている。これにより、この隙間Ｇ２と連通した上記のベアリング収容空間２１内に充填されたグリースが、この隙間Ｇ２を通じて外部へ漏出するのを防いだり、この隙間Ｇ２を通じてベアリング収容空間２１へ埃が侵入することを防いだりすることができるようになっている。
【００２３】
次に、ダストシール２２の全体形状に着目して、ダストシール２２について説明する。
本実施形態に係る本発明のリング状のダストシール２２は、図６に示すように、本体部２２Ａと加硫接続部２２Ｂとによって構成され、このうち本体部２２Ａはゴムを押し出し成形することのよって形成された部材であり、また、加硫接続部２２Ｂは、ダストシール２２の本体部２２Ａの両端部間を加硫作用によって接続する部材であって、本体部２２Ａの母材と同質の材料（すなわち、ゴム）を加硫することにより形成されている。
【００２４】
ここで、加硫接続部２２Ｂを用いて形成されるリング状のダストシール２２の形成プロセスについて説明すると、まず、ダストシール２２の本体部２２Ａを押し出し成形によって作成し、その後、このダストシール２２が装着される旋回ベアリング機構の径に対応した長さに切断する。次に、本体部２２Ａと同型断面の型に加硫用ゴム材と本体部２２Ａの両端とをセットし、その後、上記の型をプレスしながら過熱することによって加硫反応をさせる。
【００２５】
このようにして形成された加硫接続部２２Ｂによって、本体部２２Ａの両端が接続され、ダストシール２２を外輪１３および内輪１４の径に適合した径のリング状に加工することが可能となり、また、その耐久度を、従来に比して、大幅に向上させることができるようになっている。
また、旋回ベアリング機構１５に用いられるリング状のダストシール２２は、高温、多湿といった過酷な条件の下でベアリング収容空間２１に充填されたグリースと接し、さらに、旋回ベアリング機構１５が作動するたびにその周方向に対して繰り返し加重されることになるが、このような非常に過酷な使用環境においても十分な耐久度を有することができるようになっている。
【００２６】
本実施形態の作用・効果を、ダストシールに対する経年劣化試験の結果を示すグラフ（図７〜図９参照）を用いて説明する。なお、図７〜図９に示すいずれの試験結果においても、三角印で示すものが接着剤を用いて形成された従来のダストシールの場合、正方形印で示すものが加硫接続部を用いて形成された本実施形態に係るダストシールの場合、ひし形印で示すのはダストシールの本体部２２Ａの母材（ゴム）そのものの場合である。
【００２７】
まず、図７に示す、耐熱・経時劣化試験は、温度１００℃という環境下で行なわれており、この試験によれば、接着剤を用いた従来のダストシールは、試験終了時には強度がゼロになってしまっているのに対し、加硫接続部２２Ｂを用いた本ダストシール２２は、試験終了時においても強度の低下はほとんど見られない。
次に、図８に示す耐湿性に着目した経時劣化試験は、湿度１００％という環境下で行なわれており、この試験によれば、接着剤を用いてリング状に形成した従来のダストシールが試験終了時においてその強度がゼロになっているのに対し、加硫接続部２２Ｂを用いた本ダストシール２２は試験終了時においてもその強度の低下はほとんど見られない。
【００２８】
次に、図９に示す耐油性（耐グリース性）に着目した経時劣化試験は、温度１００℃という環境下で行なわれている。この試験によれば、上述した２つの試験と同様に、接着剤を用いてリング状に形成した従来のダストシールは、試験終了時においてその強度がゼロになってしまっているのに対し、加硫接続部２２Ｂを用いた本ダストシール２２は試験終了時においてもその強度の低下はほとんど見られない。
【００２９】
したがって、加硫接続部２２Ｂを用いてリング状に形成した本実施形態に係るダストシール２２は、接着剤を用いてリング状に形成した従来のダストシールとは大きく異なり、高熱環境下、多湿環境下、グリース使用環境下においても経年劣化がほとんど無く、その強度を永い期間にわたって維持することができるようになっている。
これにより、従来に比して耐熱性、耐湿性、耐油性に優れ、経年劣化を大幅に抑制できるダストシールをそなえた旋回ベアリング機構を提供することが可能となる。
【００３０】
また、外輪１３に装着される第１ダストシール２２と、内輪１４に装着される第２ダストシール２２とによって、確実に外輪１３と内輪１４との間の隙間Ｇ１，Ｇ２に侵入する埃を排除することができるとともに、ベアリング収容空間２１内に充填されたグリースが外部へ漏出することを確実に防ぐことができる。
また、ダストシールの本体部を押し出し成形によって形成されているので、様々な径サイズの旋回ベアリング機構に適用可能なリング状のダストシールを、効率よく且つ安価に作ることが可能となる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態においては、外輪（第１リング状部材）を上部旋回体に固定し、内輪（第２リング状部材）を下部走行体に固定した場合を例にとって説明したが、このような構成に限定するものではなく、外輪（第１リング状部材）を下部走行体２に固定し、内輪（第２リング状部材）を上部旋回体３に固定するような構成としてもよい。
【００３２】
また、上述の実施形態においては、建設機械として油圧ショベルを例にとって説明したが、これは油圧ショベルに限定するものではなく、下部走行体と上部旋回体とを有する建設機械であれば、どのような建設機械に対しても適用可能である。
また、上述の実施形態においては、走行可能な下部構造体として下部走行体２を例にとって説明したが、下部構造体は固定されていてもよく、この場合、例えばクレーン装置などに対しても本願発明を適用することができる。
【００３３】
また、上述の実施形態においては、第１ダストシールを第１リング状部材に装着し、また、第２ダストシールを第２リング状部材に装着した場合を例にとって説明したが、このような構成に限定するものではない。例えば、第１ダストシールおよび第２ダストシールとの両方を第１リング状部材に装着してもよく、これとは逆に、第１ダストシールおよび第２ダストシールとの両方を第２リング状部材に装着してもよい。また、当然に、第１ダストシールを第２リング状部材に装着するとともに、第２ダストシールを第１リング状部材に装着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る旋回ベアリング機構が適用される建設機械を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構の外輪と内輪とを示す模式図な斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構の要部を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構における第１ダストシールの配設状態を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構における第２ダストシールの配設状態を模式的に示す拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構用ダストシール全体を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構用ダストシールの耐熱・経年劣化試験の結果を示す模式的なグラフである。
【図８】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構用ダストシールの耐湿・経年劣化試験の結果を示す模式的なグラフである。
【図９】本発明の一実施形態に係る建設機械の旋回ベアリング機構用ダストシールの耐油・経年劣化試験の結果を示す模式的なグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１  油圧ショベル（建設機械）
２  下部構造体（下部走行体）
３  上部旋回体
１３  外輪（第１リング状部材）
１４  内輪（第２リング状部材）
１５  旋回ベアリング機構
２０  ボールベアリング（ベアリング部材もしくはコロ部材）
２１  ベアリング収容空間（空間）
２２  ダストシール（第１，第２ダストシール）
２２Ａ  本体部
２２Ｂ  加硫接続部
Ｇ1  上部隙間（一方の隙間；隙間）
Ｇ2  下部隙間（他方の隙間；隙間）
【図１】
2005061574.tif 000003
【図２】
2005061574.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005061574.tif 000009
【図８】
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【図９】
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